液压机上横梁设计.ppt

1、5MN三梁四柱铸造结构上横梁设计（单缸）小组成员： 指导老师：目录 一、技术参数 二、活塞缸尺寸设计计算 三、立柱尺寸设计计算 四、立柱、工作台与横梁的布置 五、上横梁强度、刚度的计算 六、上横梁二维零件图 七、上横梁三维图仿真 八、有限元分析一、技术参数 公称压力P：5MN 介质压力p：31.5 MPa 最大工作行程S：480 mm 最大开间H：1000 mm 工作台尺寸LB（长宽）：1100900 mm 工作速度V：12 mm/s二、活塞缸尺寸设计计算 1、活塞头直径： 2、活塞缸内径： 3、活塞缸外径： 取： 4、各部分尺寸如下：圆整到系列头mmmpPD4504496. 05 .3154

2、4mmDD450头内 pDD3-内外 MPa150110MPa150mmD5645 .313150150450外mmSSRmmrRmmShmmStmmDDS5 .114 .11572 . 02 . 002515. 05 .5625.5622525. 025. 0103578 . 125 . 11036 .102578 . 125 . 157-2111内外一、活塞缸尺寸设计计算 5、法兰外径： 法兰直径： ghFP242621025. 6100625. 08058010080mmmmmPFMPaMPaFghggh取触面积，为法兰和横梁的实际接可得由外hhFRDD224mmmmDDhh62846.

3、6271025. 65 .11564422三、立柱尺寸设计计算 F为每根立柱的面积 取 立柱直径: nFP MPa5545MPa452421084. 20284. 0444544mmmnPFmmFd1901084. 2444四、立柱、工作台与横梁的布置 工作台尺寸：1100900mm五、上横梁强度、刚度的计算 1.由于上横梁的刚度远大于立柱的刚度，因此可以将上横梁简化为简支梁，如图3：图3 上横梁简化受力图五、上横梁强度、刚度的计算 最大弯曲在梁的中点： D-缸法兰的环形接触面积平均直径 -立柱宽边中心距 =1290mm 最大剪力为： 最大挠度在梁的中点，由于亮的跨度与高度相比不是很大，因此应

4、考虑剪力对挠度的影响，梁中点挠度为：DlPM22maxlmmD5962564628lmMNM14.11059621290253maxMNPQ5 . 22tDGFkPltDtDEJPlf214461483230五、上横梁强度、刚度的计算 3.中间截面惯性矩计算： 梁的高度取：将上横梁的横截面简化为工字梁，如图4所示图4 上横梁横截面简化图mmdh57019033五、上横梁强度、刚度的计算 3.中间截面惯性矩计算： 先求截面底边WW轴的惯性矩Jw 式中 每块矩形面积对本身形心轴的惯性矩: 再求出整个截面的形心轴ZZ轴到WW轴的距离h0: 整个截面对形心轴的惯性矩为: iiwaSJJ00J1230i

5、ihbJ轴的静面矩每块矩形面积对每块矩形面积高度每块矩形面积宽度WWShbiiiiiiaFS 轴的距离每块矩形面积形心到每块矩形的面积WWaFiiiiFSh0iWZFhJJ20五、上横梁强度、刚度的计算 为了方便，借助表格辅助计算（表1）表1. 梁的惯性矩计算表1五、上横梁强度、刚度的计算中间截面最大压应力：将表格计算结果代入h0 ，JZ计算公式，并将计算结果代入此方程，利用二分法和excel软件解得：对于x20的值，最大压应力均满足刚度要求中点挠度f0为：式中，E=210GPa G= J=JZ F= 相对挠度：将表格计算结果代入上面方程，利用二分法和excel软件解得：对于x273的值，都满

6、足刚度要求。因此，去x=280，,则筋板厚70mm，盖板厚105mm.MPaMPaJhJhMZZY3401014.1900maxlDGFkPllDlDEJPlf214461483230GPaE08.803.01221012iFMmmlf/15.00五、上横梁强度、刚度的计算 将x=280代入上述计算过程得具体数值表2 梁的惯性矩计算表24033607250333 mmaSJJiiWmmFShii28504201006696133mmFhJJiWZ五、上横梁强度、刚度的计算 4.强度刚度校核： 最大压应力： 最大拉应力： 核算中点挠度f0: 式中，E=210GPa G= JZ=100669613

7、3mm4 F=299800mm2sZYMPaJhM3322.73889710066961331034214. 190maxsZYMPaJhHM3322.73889710066961331028557014. 190maxtDGFkPltDtDEJPlf214461483230GPaE08.803.01221012五、上横梁强度、刚度的计算 K按以下公式进行计算: b=280mm 相对挠度： 经上计算校核，设计尺寸符合强度刚度要求。ZbJSFK30022112493445065280155190005 .23294500mmaFaFaFS5 . 6100669613328029980024934450ZbJSFK0.167mm214461483230tDGFkPltDtDEJPlf0.167mm214461483230tDGFkPltDtDEJPlf六、上横梁二维零件图七、上横梁三维图仿真 正等侧视图 俯视图 左视图 前视图八、有限元分析 根据上横梁的对称性，截取四分之几进行有限元分析 载荷：液压缸对横梁有向上的推力，施加在固定液压缸的环形面积上。立柱对上横梁有拉力，方向向上，施加在横梁与立柱的连接处。 边界条件：在上表面螺栓固定出施加z方向的约束，在下板与立